[发明专利]数据存储装置和用于给数据存储装置分配数据的方法

权利要求书

1.一种用于存储数据的数据存储装置，包括：

数据阵列，该数据阵列包括用于存储数据值的多个数据条目；

标签阵列，该标签阵列包括用于存储标签值的多个标签条目，用于追踪被存储在所述数据阵列中的数据值；以及

控制电路，该控制电路被配置为控制数据值到所述数据阵列的分配和控制相应标签值到所述标签阵列的分配，以执行以下各项操作：

(a)将所述数据值分配到所述数据阵列的N个数据条目的相应数据组的所选择的数据条目，其中N是小于所述数据阵列的数据条目的总数的整数，所述相应数据组基于所述数据值的地址被选择，其中所述数据值不能被分配给不在所述相应数据组中的数据条目；

(b)将所述相应标签值分配到所述标签阵列的M个标签条目的相应标签组的所选择的标签条目，其中M是整数并且M<N，所述相应标签组基于所述数据值的所述地址被选择，其中所述标签值不能被分配给不在所述相应标签组中的标签条目；以及

(c)在所述所选择的标签条目中存储指针，该指针标识所述相应数据组中的哪个数据条目是所述所选择的数据条目。

2.如权利要求1所述的数据存储装置，其中，所述标签阵列包括M个标签条目的Y个标签组，并且所述数据阵列包括N个数据条目的Z个数据组，其中Y和Z是整数并且Y＞Z。

3.如权利要求2所述的数据存储装置，其中，(Y×M)≥(Z×N)。

4.如权利要求3所述的数据存储装置，其中，(Y×M)＝(Z×N)×2^J，其中，J是整数。

5.如任何前述权利要求所述的数据存储装置，其中，响应于从所述数据阵列访问由目标地址标识的目标数据值的访问请求，所述控制电路被配置为：执行第一标签查找，用于从基于所述目标地址来选择的M个标签条目的相应标签组中的每个标签条目读取标签值，以及通过将所述目标地址的标签部分与所述读取的标签值的每个标签值进行比较来确定所述数据阵列是否存储所述目标数据值。

6.如权利要求5所述的数据存储装置，其中，如果所述读取的标签值中的一个标签值与所述目标地址的所述标签部分相对应，则所述控制电路被配置为：使用所述目标地址和存储所述读取的标签值中的一个标签值的标签条目的所述指针的至少一部分来确定所述数据阵列中的目标数据条目，并且访问所述目标数据条目中的所述目标数据值。

7.如权利要求6所述的数据存储装置，其中，所述控制电路被配置为：在所述第一标签查找被执行的处理周期之后的处理周期中访问所述目标数据条目中的目标数据值。

8.如权利要求5所述的数据存储装置，其中，如果所述读取的标签值中的任何标签值都不与所述目标地址的所述标签部分相对应，则所述控制电路被配置为：执行所述分配，用于将所述目标数据值分配到所述数据阵列并且将所述目标地址的所述标签部分分配到所述标签阵列。

9.如权利要求8所述的数据存储装置，其中，如果在所述分配中，所述所选择的标签条目是来自与所述第一标签查找中所读取的标签组不同的标签组，并且所述所选择的数据条目已经存储需要被写回到存储器的数据值，则所述控制电路被配置为：针对所述不同的标签组执行第二标签查找，以读取与已经被存储在所述所选择的数据条目中的所述数据值相对应的标签值。

10.如权利要求1所述的数据存储装置，其中，所述控制电路被配置为：执行牺牲选择，用于选择N个数据条目的所述相应数据组中的哪个数据条目是所述所选择的数据条目。

11.如权利要求10所述的数据存储装置，包括：牺牲选择数据阵列，该牺牲选择数据阵列包括多个牺牲选择条目，用于存储所述数据阵列的相应数据条目的牺牲选择数据；

其中，所述控制电路被配置为：使用与N个数据条目的所述相应数据组相对应的一组牺牲选择条目的牺牲选择数据来执行所述牺牲选择。